Impedancia de traza para dos capas de señal entre planos de tierra

De Rick Hartley: tiene razón sobre la opción A, los cálculos de impedancia de la capa 3 se realizarán a partir del ancho de la traza y su distancia al plano en L2, así como al plano en L4. El acoplamiento de campo a L2 será MUCHO mayor que el acoplamiento a L4 (aproximadamente 80 % a L2 y 20 % a L4: pares de energía por el cuadrado de la distancia). como tal. La gente a menudo describe la impedancia como la relación entre la capacitancia de línea y la inductancia de línea. En realidad es la relación entre el Campo E y el Campo H. En este caso, los campos se acoplan mucho más a L2 que a L4, pero se acoplan a ambos planos, por lo tanto, 'Offset Stripline'.

Dicho esto, a medida que las líneas de transmisión se cruzan entre sí, en direcciones ortogonales, acoplarán una pequeña cantidad de energía entre sí (la energía en el espacio de L3 a L2 se acoplará ligeramente en el espacio entre L4 y L5). Este acoplamiento causará una pequeña cantidad de interferencia entre las líneas. Por esa razón, a velocidades de bits superiores a 5 o 6 GB, consideraría apilar la placa con cada capa de señal entre un par de planos de tierra. Eso no es obligatorio, pero teniendo en cuenta la cantidad de problemas (Efecto de piel, tangente de pérdida, etc.) con los que deben contentarse las señales de GBit de alto nivel, generalmente es una buena idea. Mi experiencia ha sido que, con velocidades de señal de unos pocos GBits, esta interferencia no es un problema.

En cuanto a las opciones B y C, en respuesta a su última pregunta, si se tratara de una placa de PC digital, optaría por la opción B (la potencia se vierte en las capas de señal). La razón se discutió más adelante en el video con Robert Feranac, tener capas alternas de alimentación/tierra/alimentación/tierra, etc. a través de la acumulación de la placa por lo general mejorará la entrega de energía, al aumentar la capacitancia entre planos y reducir la inductancia general del bus de alimentación. En mi opinión, es la reducción de la inductancia lo que hace más bien (muchas razones para esa afirmación, no entrar en eso ahora). Si quiere saber más, asista a mis seminarios web, hay uno en abril, de Sierra Circuits. ). Si se tratara de una placa analógica, con energía enrutada, usaría Ground pour en las capas de señal, por razones obvias. Si fuera un recuento alto de capas,

Con respecto a la determinación de la impedancia (cálculo de Zo) de la Opción B o C, manejaría cada capa de señal como 'Línea de banda centrada' o 'Línea de banda de compensación única' (dependiendo de los espesores dieléctricos de L2 a L3, L3 a L4 y L4 a L5). Recuerde, la impedancia es la relación de energía acoplada de los campos E & H de las líneas. Aunque los campos L3 no ven un plano completo en L4, hay suficiente cobre en L4 para contener la mayoría de los campos tal como están contenidos entre L3 y L2, por lo que desde el punto de vista de la estructura de campo, tanto la opción B como la C parecen son de una sola tira. Como señaló 'The Photon', hay un plano de referencia muy bueno y continuo para L3 en L2 y uno para L4 en L5. Como resultado, la mayoría de los campos están contenidos y todo está bien, por debajo de ciertas frecuencias. Sí, habrá alguna interferencia entre las líneas de transmisión en esta cavidad general, pero no lo suficiente como para causar problemas por debajo de unos pocos GBits. El último proyecto en el que trabajé en L3 Avionics tenía una estructura de memoria DDR de 4 GBit, así como otras líneas de nivel de GBit. Lo diseñamos exactamente de esta manera y no tuvimos problemas, incluidos problemas de EMI.

Una conclusión clave de esta información debería ser pensar en términos de 'Campos' NO en términos de 'Rutas actuales'. La energía en las líneas de transmisión, incluido el bus de alimentación, se encuentra en los campos, que se encuentran en el 'ESPACIO' entre las características de cobre.

Además, para aquellos de ustedes que NO son fanáticos de los vertidos de cobre en las capas de señal, pregúntele a su empresa de ensamblaje (su CM) cómo se sienten acerca del cobre continuo y balanceado, tanto dentro como sobre todas las capas de una placa de PC. El cobre balanceado ayuda a crear un calentamiento uniforme, antes del reflujo de la soldadura, y ayuda a prevenir la deformación y la torsión. ¡Comida para el pensamiento!

Recomiendo que si sus trazas transportan señales lo suficientemente rápido como para preocuparse por la impedancia controlada, simplemente no debe usar las opciones B o C.

El problema es que cada vez que una pista en L3 cruza una pista en L4, también cruza una ruptura en el plano de potencia o tierra de L4. Eso significa que la corriente de retorno para la señal L3 debe encontrar otra forma de llegar al otro lado de la ruptura.

Es posible que no cause un problema de radiación porque cualquier radiación del espacio está confinada por el plano L5... o la radiación podría llegar al borde del tablero e irradiar.

Pero incluso si no irradia, causará una discontinuidad en la línea de transmisión en L3 y reflejos en la señal en la pista L3. Si la impedancia controlada es importante para su diseño, entonces esto es exactamente lo que está tratando de evitar.

Así que quédese con la opción A y no use B o C.